旋翼机原理基础知识，动手能力强的人不妨研究下

旋翼机介绍 - 概念的理解 ２０世代飞机升降时常因故障而失速，导致多人丧生。西班牙工程师谢巴于是发明了自转旋翼机试图解决这一问题。旋翼靠飞机运动时激起气流转动，产生升力，使飞机失速时不会下坠，当时，他的这个发明被新闻界称之为“风车飞机”，１９２５年，谢巴在汉普郡芳白露皇家空军基地首次正式试飞。三年后，１９２８年，谢巴亲自驾驶旋翼机用37分钟的时间成功横越英伦海峡。此后，英美一些公司开始制造旋翼机，用于搜索和测量。１９３６年１２月，谢巴搭乘的民航机在伦敦的克罗依登机场起飞时失速坠毁，他在这次空难中丧生。旋翼机虽然和直升机一样，都是依靠旋翼产生升力，但它不是直升机。旋翼机与直升机的最大区别是，旋翼机的旋翼不与发动机传动系统相连，发动机不是以驱动旋翼为飞机提供升力，而是在旋翼机飞行的过程中，由气流吹动旋翼旋转产生升力。 　　乍一看，旋翼机和直升机简直一模一样：它们头顶都有一副大直径的旋翼，在飞行中依靠旋翼的旋转产生升力。但是除去这些表面上的一致性，旋翼机和直升机却是两种完全不同的飞机。 　　旋翼机实际上是一种介于直升机和飞机之间的飞行器，它除去旋翼外，还带有一副螺旋桨以提供前进的动力，一般也装有较小的机翼在飞行中提供部分升力。旋翼机与直升机的最大区别是，旋翼机的旋翼不与发动机传动系统相连，发动机不是以驱动旋翼为飞机提供升力，而是在旋翼机飞行的过程中，由前方气流吹动旋翼旋转产生升力，象一只风车；而直升机的旋翼与发动机传动系统相连，既能产生升力，又能提供飞行的动力，象一台电风扇。由于旋翼为自转式，传递到机身上的扭矩很小，因此旋翼机无需单旋翼直升机那样的尾桨，但是一般装有尾翼，以控制飞行。 　　在飞行中，旋翼机同直升机最明显的分别为直升机的旋翼面向前倾斜，而旋翼机的旋翼则是向后倾斜的。 　　需要说明的是，有的旋翼机在起飞时，旋翼也可通过“离合器”同发动机连系，靠发动机带动旋转而产生举力。这样可以缩短起飞滑跑距离，几乎以陡直地向上爬升，但还不能垂直上升，也不能在空中不动（即“悬停”）。等升空后再松开离合器随旋翼在空中自由旋转。 　　旋翼机飞行时，举力主要由旋翼产生，固定机翼仅提供部分举力。有的旋翼机甚至没有固定机翼，全部举力都靠旋翼产生。 　　由于旋翼机的旋翼旋转的动力是由飞机前进而获得。万一发动机在空中停车螺旋桨不转了，此时旋翼机据惯性继续维持前飞，并逐渐减低速度和高度，就在这高度下降的同时，也就 有了自下而上的相对气流，旋翼就能可自转提供升力。这样，旋冀机便可凭飞行员的操纵安全地滑翔降路。即使在行员不能操纵，旋翼机失去控制的特殊情况下，也会像降落伞-样的降落，虽然也是粗暴着陆，但不会出现类似秤陀落地的情况。 　　当然，直升机也是具备自转下沿安全着陆能力的。但它的旋冀需要从有动力状态过渡到自转状态，这个过渡要损失一定高度。如果飞行高度不够，那么直升机就可能来不及过渡而触地。旋翼机本身就是在自转状态下飞行的，不需要进行过渡，所以也就没行这种为安全转换所需的高度约束。 　　由于旋翼机的旋翼是没有动力的，因此它没有由于动力驱动旋翼系统带来的较大的振动和噪音，也就不会因这种振动和噪音而使旋翼、机体等的使用落命缩短或增加乘员的疲劳。旋翼机动力驱动螺旋桨所造成的影响，显然小得多。 　　另外，旋翼机还有-个很可贵的特点，就是它的着陆滑跑距离大大地短于起飞沿跑距离，甚至操纵得好可以不滑跑就地着陆，只要-块比旋翼直径大一些的地方就可降落，即使不怎么平也不要紧，甚至可在旅游船顶篷或甲板上降落。 　　美国的旋翼机飞行训练手册说：“旋翼机的稳定性在所有航空器中最高”。它可自动调节，使机身具有良好的俯仰稳定性、滚转稳定性和速度稳定性。旋转起来的旋转桨盘恰似个大惯性轮，且旋翼没有周期变距等变化。又由于旋翼视的旋翼安装角比直升机的要大些，所以具有较好的陀螺效应，稳定性较高。 　　旋翼机的抗风能力较高，而且在起飞时，它还喜欢有风。对常规的旋翼机来说，风有利于旋翼的起动和加速旋转，可以缩短赵-它滑跑的跃离，当达到足够大的风速时，一般的旋翼机也可以垂直起飞。一般来说，旋翼机的抗风能力强于同量级的固定翼飞机，而大体与直升机的抗风能力相当，甚至“在湍流和大风中的飞行能力超出直升机的使用极限”。 　　旋冀机可分为两类，一类是需要滑跑起飞的，这种比较简单，大量的是这一类。另-类是可垂直起飞的，其起飞方法有三种：一种是带动力驱动它的旋翼；第二种是用预转旋翼并使其达到正常飞行转速的-定倍数，然后突然脱开离合器，同时使旋翼奖叶变距而得到较大的升力跳跃起飞；第三种则是由旋翼翼尖小火箭驱动旋翼旋转而提供升力来实现垂直起非这种垂直起飞的过程，一般都是由自动程序控制来完成的。 　　旋翼机的性能价格比是很高的，它有许多宝贵性能，价格却比较便宜，约为同量级直升机的五分之-到十分之一，相当子-辆中等偏上的小汽车的价钱。前面所提到的那种由小火筋驱动旋翼而垂直起飞，由汽油发动机和螺旋桨使其前-迄的“直升旋翼机”，其每磅有效载荷的价格也只有普通直升机中最便宜的三分之一。 　　由于旋翼机没有尾梁、没有尾传动系统及减速器自动倾斜器，绝大部分旋翼机也没有主旋翼传动系统、主减速器等，结构简单，所以不仅价格低，而且故障率也低。此外使用维护简单方便。所需费用也低。 　　旋翼机的驾驶比直升机容易得多。国外一些旋翼机-运行培训中心，对没有飞过任何机种的新手，一般通过两天的训练和带飞即可放单飞，而对有过训练的人一天就行了。 　　旋翼机虽然古老，但它也是一种正在蓬勃发展的年轻飞行器，其好用、安全、便利的特点，使其在未来的航空器家族中仍将占有一席之地。                           旋翼机为何是最安全的飞机？       旋翼机的旋翼不与发动机传动系统相连，旋翼机的旋翼旋转的动力是由飞机前进而获得。万一发动机在空中停车螺旋桨不转了，此时旋翼机据惯性继续维持前飞，并逐渐减低速度和高度，就在这高度下降的同时，也就 有了自下而上的相对气流，旋翼就能可自转提供升力。这样，旋冀机便可凭飞行员的操纵安全地滑翔降路。即使在行员不能操纵，旋翼机失去控制的特殊情况下，也会像降落伞-样的降落，虽然也是粗暴着陆，但不会出现类似秤陀落地的情况。  　　当然，直升机也是具备自转下沿安全着陆能力的。但它的旋冀需要从有动力状态过渡到自转状态，这个过渡要损失一定高度。如果飞行高度不够，那么直升机就可能来不及过渡而触地。旋翼机本身就是在自转状态下飞行的，不需要进行过渡，所以也就没行这种为安全转换所需的高度约束。  现在，我们造出了汽车，问题自然而然转向了我们什么时候造飞机？首先要确认一个问题：私人是可以造出飞机来的，它并没有想象中那么复杂。想一想看，1903年莱特兄弟就已经上天了。经过了103年，现在的人们拥有了更多飞行技术和更多飞经验，为什么莱特兄弟这么两个修自行车的都造得出来，我们却造不出来？   2     很多人把DIY一架飞机想得非常复杂，认为它涉及了空气动力学、材料力学、航空气象学、飞机动力学等等学科。这话一点不假，它的确涉及，但是这和你造一架属于自己的飞机并且开上蓝天完全是两回事。造飞机需要的是动手能力，相当于倪萍阿姨节目的成人版，不需要一个人拿完了民航学院的学位才能去做。事实上，国外有成千上万人正在DIY飞机，其中大部分都是普通人。可以坦诚地讲，以DIY飞机的质量而论，大学教授的产品往往不如职业木匠或者农场主的。   3     从法律的角度讲，2004年6月1日，儿童节，这是我国DIY飞机事业的纪念日。从这一天开始，中国民航总局规定：对于116公斤以下的私用超轻型飞机，只要求按规章运行，提前向当地空中交通管理部门申请，不必进行适航审定。这也就是说，民航总局不再派人检查你的飞机能不能飞，而你要飞的话只需要打个电话向当地空管部门申请一下：我准备下午14：30起飞，航线是静安寺到陆家嘴，高度200米，如果有民航机也要这么飞的话请避让一下，另外请空军不要击落我。   4     要DIY一架飞机，第一个遇见的问题是“造什么飞机”？答案是航模。在正式DIY飞机之前，最好应该有一点制造航模的经验。航模虽小，原理一致。很难想象一个人造出来的航模起飞就大头朝下，却居然能造出一架载人的飞机来？遥控航模的造价从数千到上万不等，在制造过程中能熟悉飞机的各个组成部分和安装，在操纵过程中可以很直观地认识飞机的各个部分是如何工作的。等这一阶段结束以后，一般都能做到术语滚滚而来，这样对下一阶段查看资料帮助很大。如果在这一阶段造不出能飞起来的航模，那么建议您停止您的航空梦。因为，烧钱也应该有个限度。   5     在正式DIY飞机之前，郑重建议您购买一套图纸，这钱最好一分都别省。一般来说，不推荐自行设计飞机。因为一旦要设计飞机，那么前面提到的那一大堆“学”您就得自己先学习一遍了。而且，这种设计行为有相当大的危害性---中国人的通病是除了喝酒之外动嘴能力极强，除了KTV包房动手能力极弱。很容易设计啊设计的，就上瘾了，搞不好弄个二、三十年设计也是有可能的。所以您可以在网上查到您所喜欢的超轻型飞机型号，然后邮购图纸，大约花费在1000-2000元的样子。需要说明的是，DIY飞机大多为螺旋浆飞机。如果您觉得需要DIY一架喷气式飞机才够拉风，鉴于您是初学者，建议口服农药比较直接一些。   6     图纸到手，请找一个熟悉工业英文和科技英文的朋友来把它翻译成为中文。大学四、六级英语在这里根本不管用，因为有大量术语。在组装飞机的时候，可以直接邮购散件，也可以纯DIY。邮购散件比较方便，整体难度下降不少，造价视机型而定，从8万元到50万元不等。超过50万元可以直接买整机，但是提醒一句：关税比较重。自己加工有很多乐趣，但是耗费的时间更长。可能在寻找适合的材料上花费很多时间，并且在加工过程中造成一定的浪费，从而使得整体造价和购买散件差不多。   7     DIY需要一个工作场所，不需要很大，一个车库足矣。在动手之前，请准备以下物资：   1、 一张巨大的水平木制工作台，足够把飞机零件放上去加工，一侧要有固定刻度精确的米尺一条。   2、 冲床和铣床各一台（没有条件，直接找金属加工厂也行）   3、 游标卡尺，不绣钢米尺、卷尺、三角尺、记号笔（使用塑料尺的请回去继续造航模）   4、 锤子、弓型锯（需要一个系列，你不是鲁班吧？）、打铆机、打孔机、钳子（N个，做机翼时弯曲木材需要用很多）、扳手、铁剪、锉刀及修毛刺的工具。   5、 手套、防护面具、防毒面具、防护服（你不想被金属屑打到星光灿烂吧？）   6、 照明设施（在昏暗的光照下人很容易疲惫）和通风设备   7、 灭火器   8     为了保证飞机的重量足够轻，DIY飞机推荐使用航空铝管和不锈钢管以及木材。国内市场上有无缝铝合金管，如果要替换专业的航空铝管的话，请测试强度。注意，莱特兄弟的时代已经过去了，很难找到合适的原木。木料请使用复合木料，经过层层粘和的复合木料强度比原木还要高。千万不要去装修市场购买复合木料，因为厂家相信用户的柜子和门不用飞行，所以上胶并不均匀，而这些没上胶的地方强度很低，很可能在飞行过程中发生断裂，然后您将在《中国私人航空史》中占据一席之地供后人缅怀。木料需要自己做，用什么木头，什么胶，各人的看法并不一致。但是，无论如何做，都需要通过强度测试，祝您好运！   9     DIY飞机次序类似水獭吃鱼---从尾部开始。从心理上来说，有一种渐渐入佳境的感受，一旦开始了就不大容易停下来。先做机头的话，很可能马上就停下来了，把螺旋浆像鹿头一样挂在自己家客厅墙上。从技术的角度来讲，机尾的难度不算很高。然后安装翅膀、机身，最后才是引擎。其他的部份都可以按照图纸装配，但是引擎要麻烦一些，因为它的重量决定了它的位置很关键，直接影响到飞机的重心位置。而飞机的重心太靠前或者靠后都不好，会造成飞机的操纵性降低。在飞机大体完成以后，要调试引擎的位置，通过前后移动寻找整机重心的最佳点。   10     引擎也是DIY飞机中最昂贵的部件，大约占到整个成本的三分之一。一般推荐使用ROTAX503型发动机，带变速箱和电启动的B型大约要6000美金，简陋一点的大约4500美金，可以上网全球询价，香港有一家彼岸航空代理ROTAX发动机。ROTAX503发动机接近50马力，重31.4公斤，马力和重量都令人满意。当然，也有推荐使用摩托两冲程发动机的，价格能便宜下来好大一块。由于安装双发造成飞机飞行危险性增加，所以超轻型飞机一般都是单发。而单发的话，对发动机考验比较大。ROTAX的质量不错，但是贵。摩托发动机价格便宜，但是稳定性不能保证。路怎么走，您自己选。   11     对于DIY飞机加工过程中最令人头疼的部分可能要算对大量铝管的加工，因为不是标准件，所以要弯曲到合适角度很难，而且怕一用力就变型了。国内有的DIY爱好者们曾经耗费数月研究如何加工，甚至动了铸造的念头。其实这非常简单：在工作台上先钉好一个木块，然后按照设计图纸在台板上画好弯曲的角度。找一个凹槽宽度等于铝管直径的硬木滑轮，定在图上需要弯曲的地方。把铝管拿来，中间灌满干沙子塞实，两头封好。一头顶在木块上，需要弯曲的地方靠在木滑轮上，然后加力一点点弯曲。由于放了沙子，铝管不会破裂变形。需要的形状在工作台上，每根出来都一样。即使损坏几根也无所谓，铝管又不贵。   12     而DIY爱好者可能会忽略的一个问题是钢丝绳（19股）。它用在控制系统中，或者连接翼和机身。如果发生锈蚀或磨损，那将是非常可怕的事情。所以，钢丝最好能够是镀锌的。如果要穿过铝管或者钢管，一定要打磨管子的内壁，不能有毛刺。当需要截断钢丝绳的时候，切忌不能使用乙炔喷枪，因为受热会降低钢丝绳的强度。请在要截断的部分裹上电工胶布，用凿子敲打着截断。   13     飞机上一定要有五表：发动机转速表、温度表，还需要高度表、空速表、升降速度表。转速表可以在购买发动机时直接向厂商订购，剩下的各种表可以从海外购买，但更直接的方法是向国内航校购买。相信在DIY飞机的早期，考虑到为了我国航空事业的兴旺发达，这些表都能以半买半送的形式搞到手。   14     装配完了，喷漆装修一番，一架属于你本人的飞机就造好了。DIY一架飞机的过程是漫长的，可能需要4个月到2年，而价格可能会和一辆中档轿车差不多。能让人继续下去的最大动力是因为兴趣，因为梦想：你和鸟儿一样飞翔在天空里，俯览身下的城市、河流、草地和人群，以及堵塞在路上的车流。 旋 翼 机  乍一看，旋翼机和直升机简直一模一样：它们头顶都有一副大直径的旋翼，在飞行中依靠旋翼的旋转产生升力。但是除去这些表面上的一致性，旋翼机和直升机却是两种完全不同的飞机。  旋翼机实际上是一种介于直升机和飞机之间的飞行器，它除去旋翼外，还带有一副螺旋桨以提供前进的动力，一般也装有较小的机翼在飞行中提供部分升力。旋翼机与直升机的最大区别是，旋翼机的旋翼不与发动机传动系统相连，发动机不是以驱动旋翼为飞机提供升力，而是在旋翼机飞行的过程中，由前方气流吹动旋翼旋转产生升力，象一只风车；而直升机的旋翼与发动机传动系统相连，既能产生升力，又能提供飞行的动力，象一台电风扇。由于旋翼为自转式，传递到机身上的扭矩很小，因此旋翼机无需单旋翼直升机那样的尾桨，但是一般装有尾翼，以控制飞行。  在飞行中，旋翼机同直升机最明显的分别为直升机的旋翼面向前倾斜，而旋翼机的旋翼则是向后倾斜的。  需要说明的是，有的旋翼机在起飞时，旋翼也可通过“离合器”同发动机连系，靠发动机带动旋转而产生举力。这样可以缩短起飞滑跑距离，几乎以陡直地向上爬升，但还不能垂直上升，也不能在空中不动（即“悬停”）。等升空后再松开离合器随旋翼在空中自由旋转。  旋翼机飞行时，举力主要由旋翼产生，固定机翼仅提供部分举力。有的旋翼机甚至没有固定机翼，全部举力都靠旋翼产生。  由于旋翼机的旋翼旋转的动力是由飞机前进而获得。万一发动机在空中停车螺旋桨不转了，此时旋翼机据惯性继续维持前飞，并逐渐减低速度和高度，就在这高度下降的同时，也就 有了自下而上的相对气流，旋翼就能可自转提供升力。这样，旋冀机便可凭飞行员的操纵安全地滑翔降路。即使在行员不能操纵，旋翼机失去控制的特殊情况下，也会像降落伞-样的降落，虽然也是粗暴着陆，但不会出现类似秤陀落地的情况。  当然，直升机也是具备自转下沿安全着陆能力的。但它的旋冀需要从有动力状态过渡到自转状态，这个过渡要损失一定高度。如果飞行高度不够，那么直升机就可能来不及过渡而触地。旋翼机本身就是在自转状态下飞行的，不需要进行过渡，所以也就没行这种为安全转换所需的高度约束。  由于旋翼机的旋翼是没有动力的，因此它没有由于动力驱动旋翼系统带来的较大的振动和噪音，也就不会因这种振动和噪音而使旋翼、机体等的使用落命缩短或增加乘员的疲劳。旋翼机动力驱动螺旋桨所造成的影响，显然小得多。  另外，旋翼机还有-个很可贵的特点，就是它的着陆滑跑距离大大地短于起飞沿跑距离，甚至操纵得好可以不滑跑就地着陆，只要-块比旋翼直径大一些的地方就可降落，即使不怎么平也不要紧，甚至可在旅游船顶篷或甲板上降落。  美国的旋翼机飞行训练手册说：“旋翼机的稳定性在所有航空器中最高”。它可自动调节，使机身具有良好的俯仰稳定性、滚转稳定性和速度稳定性。旋转起来的旋转桨盘恰似个大惯性轮，且旋翼没有周期变距等变化。又由于旋翼视的旋翼安装角比直升机的要大些，所以具有较好的陀螺效应，稳定性较高。  旋翼机的抗风能力较高，而且在起飞时，它还喜欢有风。对常规的旋翼机来说，风有利于旋翼的起动和加速旋转，可以缩短赵-它滑跑的跃离，当达到足够大的风速时，一般的旋翼机也可以垂直起飞。一般来说，旋翼机的抗风能力强于同量级的固定翼飞机，而大体与直升机的抗风能力相当，甚至“在湍流和大风中的飞行能力超出直升机的使用极限”。  旋冀机可分为两类，一类是需要滑跑起飞的，这种比较简单，大量的是这一类。另-类是可垂直起飞的，其起飞方法有三种：一种是带动力驱动它的旋翼；第二种是用预转旋翼并使其达到正常飞行转速的-定倍数，然后突然脱开离合器，同时使旋翼奖叶变距而得到较大的升力跳跃起飞；第三种则是由旋翼翼尖小火箭驱动旋翼旋转而提供升力来实现垂直起非这种垂直起飞的过程，一般都是由自动程序控制来完成的。  旋翼机的性能价格比是很高的，它有许多宝贵性能，价格却比较便宜，约为同量级直升机的五分之-到十分之一，相当子-辆中等偏上的小汽车的价钱。前面所提到的那种由小火筋驱动旋翼而垂直起飞，由汽油发动机和螺旋桨使其前-迄的“直升旋翼机”，其每磅有效载荷的价格也只有普通直升机中最便宜的三分之一。  由于旋翼机没有尾梁、没有尾传动系统及减速器自动倾斜器，绝大部分旋翼机也没有主旋翼传动系统、主减速器等，结构简单，所以不仅价格低，而且故障率也低。此外使用维护简单方便。所需费用也低。  旋翼机的驾驶比直升机容易得多。国外一些旋翼机-运行培训中心，对没有飞过任何机种的新手，一般通过两天的训练和带飞即可放单飞，而对有过训练的人一天就行了。  旋翼机虽然古老，但它也是一种正在蓬勃发展的年轻飞行器，其好用、安全、便利的特点，使其在未来的航空器家族中仍将占有一席之地。 本来搜集了几个图纸~~但是刚才上传后无法发布!因为权限原因没办法发图纸了！ 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